TA15（Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr）钛合金属于高Al当量的近α型钛合金，其寂仔α型钛合金优良的热强性和可焊性，又有靠近于α-β型钛合金的工艺塑性，长功夫工作温度可达500℃，在航空航天等领域得到了宽泛利用。TA15钛合金半制品重要有板材、棒材、锻件、型材、铸件等，其中板材占有沉要职位。

1、尝试

尝试资料为选取真空自耗电弧炉经3次熔炼造备的TA15钛合金铸锭，金相法测定相变点Tβ为996℃。铸锭开坯后，选取万吨油压机铸造加工成240mm厚锻坯，其重要化学成分见表1。

选取3种工艺在1200mm四辊可逆式热轧机上轧造锻坯，得到厚度为10.0mm的制品TA15钛合金中板。一火开坯加热温度为Tβ–（20~50）℃，其他火次加热温度为Tβ–（30~60）℃，各火次变形量为40%~70%。3种轧造工艺如下：工艺Ⅰ为一次换向+四火次轧造；工艺Ⅱ为二次换向+四火次轧造；工艺Ⅲ为一次换向+三火次大变形轧造。通过对比工艺Ⅰ与工艺Ⅱ，分析换向次数对TA15钛合金中板显微组织和力学机能的影响；通过对比工艺Ⅰ与工艺Ⅲ，分析变形量对TA15钛合金中板显微组织和力学机能的影响。

2、了局与分析

2.1显微组织

3种TA15钛合金中板显微组织如图1所示。从图1能够看出，3种TA15钛合金中板显微组织均为α+β两相区加工组织，无陆续平直的晶界α相，原始β晶界被充分破碎，切合GJB2505A—2008《航空用钛脊合金板材和带材规范》中对TA15钛合金板材显微组织的要求。相比之下，样品B初生α等轴化水平较好，样品A次之，样品C出现大量拉长的初生α相
？杉，增长换向次数有利于提高TA15钛合金中板初生α相称轴化水平，而大变形轧造使得初生α相拉长水平加剧。

选取Image-ProPlus6.0软件对3种TA15钛合金中板初生α相尺寸进行丈量统计，了局见表2。从表2能够看出，样品B的初生α相最为藐幼，尺寸为6.7μm；样品C次之，尺寸为7.9μm；而样品A的初生α相最为粗壮，尺寸为9.4μm。这批注增长换向次数或者选取大变形轧造均有助于细化组织，且前者成效更为显著。

2.2室温力学机能

3种TA15钛合金中板的室温拉伸机能如图2所示。从图2能够看出，3种TA15钛合金中板横向抗拉强度、屈服强度和延长率均高于纵向，了局也均切合GJB2505A—2008尺度中对TA15钛合金板材抗拉强度（930~1130MPa）、屈服强度（≥855MPa）和延长率（≥8%）的要求，且阔气量较高。其中，样品A和样品B的横纵向抗拉强度和屈服强度均相差不大，而样品C的横向抗拉强度和屈服强度较低，纵向抗拉强度和屈服强度显著增长。3种TA15钛合金中板的横纵向延长率差距不大。通过推算可知，样品A、样品B和样品C的横纵向抗拉强度的差值别离为53、72和7MPa，横纵向屈服强度的差值别离为66、77和19MPa，可见样品C的横纵向强度差距最幼。这批注换向次数对TA15钛合金中板室温拉伸机能影响不大，而大变形轧造可有效减幼TA15钛合金中板横纵向室温强度差距。

钻研以为，板材轧造后横纵向力学机能差距是由于资料在分歧方向上的滑移能力分歧造成的，而分歧方向上的滑移能力与轧造后的织构密不成分。Gey等[14]对织构类型及其形成机造钻研发现，当初生α相与β相维持Burger’s取向关系时，在热轧变形后的冷却过程中，β→α相变将优先形成特定取向的α相，从而导致部门变形织构被保留；而当大变形充分粉碎了初生α相与β相之间的Burger’s取向关系时，将削减织构的形成。因而，相对于样品A和样品B，选取大变形轧造的样品C变形更为充分，其织构强度弱，故而横纵向力学机能差距较幼。

2.3高温力学机能

2.3.1高温拉伸机能

3种TA15钛合金中板在500℃高温下的抗拉强度如图3所示。从图3能够看出，3种TA15钛合金中板的高温抗拉强度均切合GJB2505A—2008要求（500℃高温抗拉强度≥635MPa），且阔气量较高。与室温抗拉强度变动一致，样品A在500℃的高温横纵向抗拉强杜纂样品B相差不大，且2种板材横纵向抗拉强度差值均为66MPa。而与样品A和样品B相比，样品C横向高温抗拉强度降低，纵向增大，其横纵向抗拉强度差距显著较幼，仅为6MPa。该了局同样批注，换向次数对TA15钛合金中板高温拉伸机能的影响不大，而大变形轧造有利于横纵向高温抗拉强度差距的减幼。

2.3.2高温悠久机能

在500℃/470MPa前提下，3中TA15钛合金中板的悠久机能检测了局显示，横纵向试样均可维持70.5h未产生断裂，阐发优良。

在500℃/440MPa前提下，3种TA15钛合金中板的悠久机能见表3。从表3能够看出，样品A和样品B均有1个纵向试样提前断裂，其余2个纵向试样和3个横向试样维持121h未产生断裂；样品C横纵试样均维持121h未产生断裂。由此可见，选取一次换向+三火次大变形轧造的样品C悠久机能最佳。

3、结论

(1)别离选取一次换向+四火次轧造、二次换向+四火次轧造和一次换向+三火次大变形轧造工艺造备出10.0mm厚TA15钛合金中板，其组织均为α+β两相区加工组织。选取二次换向+四火次轧造的样品B初生α相最为藐幼，等轴化水平最高，而选取一次换向+三火次大变形轧造的样品C初生α相大幼次之，但其拉长水平最为显著。

(2)3种TA15钛合金中板横纵向室温拉伸机能和500℃高温拉伸机能均切合GJB2505A—2008尺度中对TA15钛合金板材的要求。选取一次换向+三火次大变形轧造的样品C室温抗拉强度、屈服强度及500℃高温抗拉强度横纵向差距最幼。

(3)3种TA15钛合金中板在500℃/470MPa前提下的悠久机能均阐发优良，而在500℃/440MPa前提下选取一次换向+三火次大变形轧造的样品C悠久机能最佳。

(4)工业化出产中要获得初生α相藐幼、等轴化水平高的TA15钛合金中板时，可优先选用二次换向+四火次轧造工艺；而必要获得力学机能横纵向差距较幼、悠久机能更为不变靠得住的TA15钛合金中板时，可优先选用一次换向+三火次大变形轧造工艺。

文章引用：张苗,孙梦奇,马佳琨等.TA15钛合金中板组织与力学机能钻研[J].钛工业进展,2023,40(04):40-43.DOI:10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2023.04.006.